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生活垃圾碳化消解爐技術(shù)

前言
　  當(dāng)前，國內(nèi)外對生活垃圾的處理通常采用填埋、焚燒等方式，這些方式不僅會(huì)占用大量的土地資源、消耗大量的能源，還會(huì)對人類的生存環(huán)境產(chǎn)生二次污染。近年來，焚燒方式處理生活垃圾迅速發(fā)展，但是，由于我國生活垃圾具有成分雜、水分高、熱值低等特點(diǎn)，垃圾焚燒必然需要用煤、氣、油或電能等能源為助燃劑以實(shí)現(xiàn)垃圾的熱解，這種方式直接導(dǎo)致大量能源的消耗。目前，國內(nèi)外使用的焚燒爐處理生活垃圾助燃煤量均在20%左右，而碳化消解爐處理生活垃圾，無需投入煤、氣、油、電能等助燃劑，通過磁的能量轉(zhuǎn)換功能提供給碳化爐所需熱能對生活垃圾進(jìn)行碳化處理，更好地實(shí)現(xiàn)生活垃圾處理無害化、減量化、資源化，在節(jié)能、環(huán)保等方面取得了良好的效果。
　  遵化市斗星環(huán)保能源設(shè)備有限公司成立于2010年7月，位于遵化市工業(yè)園區(qū)，由董事長張占齊和總經(jīng)理張峰共同出資組建。公司是國內(nèi)第一家利用自有專利技術(shù)生產(chǎn)垃圾碳化消解爐的企業(yè)。年可生產(chǎn)碳化消解爐1620臺(tái)，實(shí)現(xiàn)銷售收入22500萬元，創(chuàng)利稅4600萬元。碳化消解爐處理生活垃圾，無需投入煤、氣、油、電能等助燃劑，通過磁的能量轉(zhuǎn)換功能提供給碳化爐所需熱能對生活垃圾進(jìn)行碳化處理。按年處理100萬噸生活垃圾計(jì)算，碳化消解爐相比傳統(tǒng)焚燒爐，年可節(jié)約標(biāo)煤107100噸，并實(shí)現(xiàn)垃圾處理無害化、減量化、資源化，在節(jié)能、環(huán)保等方面可取得良好的效果。
　  本案例著力剖析公司利用自主研發(fā)的專利技術(shù)“生活垃圾處理系統(tǒng)”生產(chǎn)出的生活垃圾碳化消解爐，是生活垃圾處理歷史上的一次重大革命，徹底解決了政府處理垃圾的一大難題。
　  本案例共分四個(gè)部分：1、創(chuàng)新事由。2、具體做法。3、實(shí)施效果。4、持續(xù)改進(jìn)措施。
　  正文
　  一、創(chuàng)新事由
　  1、符合國家的產(chǎn)業(yè)政策
　  早在2002年，國家計(jì)委、建設(shè)部和國家環(huán)保總局就已經(jīng)聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于推進(jìn)城市污水、垃圾處理產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的意見》，明確提出垃圾處理產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展方向。自此，國家和有關(guān)部門陸續(xù)出臺(tái)和實(shí)施了市政公用事業(yè)的開放政策、特許經(jīng)營政策、投資體制改革政策、鼓勵(lì)非公有制經(jīng)濟(jì)政策等一系列相關(guān)的改革政策，加快了城市垃圾處理行業(yè)的市場化進(jìn)程。
　  中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃綱要提出，要將“提高城鎮(zhèn)生活污水和垃圾處理能力”、“縣縣具備污水、垃圾無害化處理能力”作為綠色發(fā)展、改善民生的重要著力點(diǎn)，作為建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)和建立健全基本公共服務(wù)體系的重要工作任務(wù)。
　  “十二五”全國城鎮(zhèn)生活垃圾無害化處理設(shè)施建設(shè)規(guī)劃已經(jīng)出臺(tái)，《規(guī)劃》主要闡明“十二五”時(shí)期全國城鎮(zhèn)生活垃圾無害化處理設(shè)施建設(shè)的目標(biāo)、主要任務(wù)和保障措施，明確政府工作重點(diǎn)，是落實(shí)《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃綱要》和《國務(wù)院批轉(zhuǎn)住房城鄉(xiāng)建設(shè)部等部門關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市生活垃圾處理工作意見的通知》（國發(fā)〔2011〕9號）的重要支撐，是指導(dǎo)各地加快生活垃圾無害化處理設(shè)施建設(shè)和安排投資的重要依據(jù)。
　  規(guī)劃范圍包括全國所有設(shè)市城市、縣城（港澳臺(tái)地區(qū)除外），并通過以城帶鄉(xiāng)、設(shè)施共享等多種方式服務(wù)于常住人口3萬人以上的建制鎮(zhèn)。
　  城鎮(zhèn)生活垃圾處理是城鎮(zhèn)管理和環(huán)境保護(hù)的重要內(nèi)容，是社會(huì)文明程度的重要標(biāo)志，關(guān)系人民群眾的切身利益。近年來，我國城鎮(zhèn)生活垃圾收運(yùn)網(wǎng)絡(luò)日趨完善，生活垃圾處理設(shè)施數(shù)量和能力快速增長，城鎮(zhèn)環(huán)境總體上有了較大改善。截至2010年底，全國設(shè)市城市和縣城生活垃圾年清運(yùn)量2.21億噸，生活垃圾無害化處理率63.5%，其中設(shè)市城市77.9%，縣城27.4%。
　  但也要看到，由于城鎮(zhèn)化快速發(fā)展，生活垃圾激增，垃圾處理能力相對不足，一些城市面臨“垃圾圍城”的困境。同時(shí)，部分處理設(shè)施建設(shè)水平和運(yùn)行質(zhì)量不高，配套設(shè)施不齊全，存在污染隱患，影響城鎮(zhèn)環(huán)境和社會(huì)穩(wěn)定。為此，應(yīng)在“十一五”有關(guān)工作取得積極成效的基礎(chǔ)上，及時(shí)把握國家高度重視、資金投入力度加大、激勵(lì)約束機(jī)制日益完善、裝備支撐顯著增強(qiáng)、節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的有利時(shí)機(jī)，精心組織、科學(xué)謀劃，加快推進(jìn)處理設(shè)施建設(shè)，不斷提高設(shè)施運(yùn)營水平。
　  2、 規(guī)劃發(fā)展需要
　  1、“十二五”期間，城鎮(zhèn)生活垃圾無害化處理主要目標(biāo)：
　  ——到2015年，直轄市、省會(huì)城市和計(jì)劃單列市生活垃圾全部實(shí)現(xiàn)無害化處理，設(shè)市城市生活垃圾無害化處理率達(dá)到90%以上，縣縣具備垃圾無害化處理能力，縣城生活垃圾無害化處理率達(dá)到70%以上，全國城鎮(zhèn)新增生活垃圾無害化處理設(shè)施能力58萬噸/日。
　  ——到2015年，全國城鎮(zhèn)生活垃圾焚燒處理設(shè)施能力達(dá)到無害化處理總能力的35%以上，其中東部地區(qū)達(dá)到48%以上。
　  2、“十二五”期間，城鎮(zhèn)生活垃圾無害化處理主要任務(wù)：
　  ——“十二五”期間，規(guī)劃新增生活垃圾無害化處理能力58萬噸/日，其中，設(shè)市城市新增能力39.8萬噸/日，縣城新增能力18.2萬噸/日。到2015年，全國形成城鎮(zhèn)生活垃圾無害化處理能力87.1萬噸/日，基本形成與生活垃圾產(chǎn)生量相匹配的無害化處理能力規(guī)模，其中，設(shè)市城市處理能力65.3萬噸/日，縣城處理能力21.8萬噸/日；生活垃圾無害化處理能力中選用焚燒技術(shù)的達(dá)到35%，東部地區(qū)選用焚燒技術(shù)達(dá)到48%。
　  ——生活垃圾處理技術(shù)的選擇，應(yīng)本著因地制宜的原則，堅(jiān)持資源化優(yōu)先，選擇安全可靠、先進(jìn)環(huán)保、省地節(jié)能、經(jīng)濟(jì)適用的處理技術(shù)。東部地區(qū)、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)和土地資源短缺、人口基數(shù)大的城市，要減少原生生活垃圾填埋量，優(yōu)先采用焚燒處理技術(shù)；其他具備條件的地區(qū)，可通過區(qū)域共建共享等方式采用焚燒處理技術(shù)。衛(wèi)生填埋處理技術(shù)作為生活垃圾的最終處置方式是每個(gè)地區(qū)所必須具備的保障手段，在具備衛(wèi)生填埋場地資源和自然條件適宜的地區(qū)，可將衛(wèi)生填埋作為生活垃圾處理的基本方案。生活垃圾管理水平較高的地區(qū)可采用生物處理技術(shù)。在充分論證的基礎(chǔ)上，鼓勵(lì)積極開展水泥窯協(xié)同處理等技術(shù)的試點(diǎn)示范。有條件的地區(qū)，宜集成多種處理技術(shù)統(tǒng)籌解決生活垃圾處理問題。 
　  3、創(chuàng)造節(jié)能環(huán)保型社會(huì)的需要
　  碳化消解爐是利用磁芯組件及電磁波產(chǎn)生的負(fù)離子原子波動(dòng)，利用磁的能量轉(zhuǎn)換功能和磁共振效應(yīng)，磁力學(xué)效應(yīng)，磁阻效應(yīng)和霍爾效應(yīng)等，使高、低碳分子與燃燒物充分混合排序，準(zhǔn)確切割高碳液化分子，提高燃燒物碳分子的親氧性，使?fàn)t內(nèi)溫度大于850°C，去除有機(jī)廢棄物中的水分后進(jìn)行碳化消解處理。但由于中國的生活垃圾熱量值低，含水量高，傳統(tǒng)的垃圾焚燒爐都要加入煤、電、油等作為助燃劑，造成高能源消耗。而使用垃圾碳化消解爐在處理過程中不需要添加任何能源作為助燃劑，處理成本極低；投資小；處理范圍廣，可處理除金屬、土石、玻璃以外所有的廢棄物；根據(jù)垃圾成分不同，減量化達(dá)1/200以上；碳化過程中，配合公司創(chuàng)新研發(fā)的煙氣處理系統(tǒng)，不但能有效去除煙氣中的有害物質(zhì)，而且煙氣排放達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，尤其是二噁英遠(yuǎn)低于國家排放標(biāo)準(zhǔn)，并且運(yùn)行費(fèi)用低；碳化后的灰粉質(zhì)可以用于肥料。
　  二、具體做法
　  1、申請專利保護(hù)
　  2010年，斗星公司研制生產(chǎn)出國內(nèi)第一臺(tái)生活垃圾碳化消解爐，并獲得了4項(xiàng)實(shí)用新型專利（同時(shí)申請的1項(xiàng)發(fā)明專利正在審查中）。碳化消解爐處理生活垃圾不添加任何助燃能源，相比傳統(tǒng)的焚燒爐（助燃煤量占比20%左右）節(jié)省了大量能源。
　  2、不斷開拓市場
　  碳化消解爐由日處理垃圾1-25噸不等，非常符合我國國情，因此使用范圍廣泛，包括大中型企業(yè)，科研單位，學(xué)校，軍隊(duì)營房等，特別是廣大農(nóng)村地區(qū)，可實(shí)現(xiàn)垃圾不出鄉(xiāng)鎮(zhèn)，當(dāng)?shù)厥占?dāng)?shù)叵p松徹底一次處理。斗星公司擁有一支強(qiáng)有力的工程技術(shù)人員和銷售隊(duì)伍，建立了一套完整的科學(xué)管理體系。與斗星公司簽訂服務(wù)協(xié)議受益的企業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府目前已有幾十家，全國各地正在籌建的垃圾碳化消解處理工程項(xiàng)目十幾家。
　  3、嚴(yán)把產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)
　  為確保產(chǎn)品質(zhì)量，斗星公司先后通過了ISO9001 質(zhì)量管理體系認(rèn)證和ISO14001環(huán)境管理體系認(rèn)證。垃圾處理后產(chǎn)生的煙氣送交臺(tái)灣實(shí)驗(yàn)室檢測合格，產(chǎn)品獲得了環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品認(rèn)定。
　  4、制定企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
　  因垃圾碳化消解爐屬國內(nèi)首創(chuàng)，填補(bǔ)了國家空白，目前尚無國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。產(chǎn)品研制成功后，斗星公司在技術(shù)監(jiān)督局申請備案了產(chǎn)品企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并準(zhǔn)備申報(bào)國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
　  三、實(shí)施效果
　  該項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益十分顯著。目前，公司年可生產(chǎn)碳化消解爐1620臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)銷售收入22500萬元，創(chuàng)利稅4600萬元。經(jīng)過碳化消解爐處理的垃圾，其排放的煙氣達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，尤其是二噁英遠(yuǎn)低于國家排放標(biāo)準(zhǔn)。碳化消解爐占地少，投資小，運(yùn)行費(fèi)用低，在節(jié)能、環(huán)保、節(jié)省土地資源等方面可取得良好的效果。
　  四、持續(xù)改進(jìn)措施
　  1、加大研發(fā)力度，力爭垃圾處理后的煙氣中二噁英排放低于歐盟標(biāo)準(zhǔn)0.1ng/m³（國家標(biāo)準(zhǔn)為1.0ng/m³，目前斗星公司檢測結(jié)果為0.404ng/ m³）。
　  2、根據(jù)各地生活垃圾組分的不同，因地制宜，研發(fā)出適合各地區(qū)的垃圾前分選設(shè)備，以達(dá)到爐內(nèi)生活垃圾碳化消解的最佳效果。
　  3、研究開發(fā)碳化消解爐在工況下余熱的回收利用裝置。